Die lokalklimatischen Verhältnisse innerhalb eines Waldes sind andere, als z.B. auf einer freien Wiesen- oder Landwirtschaftsfläche. Verantwortlich für die Ausbildung des sog. Waldklimas ist zu großen Teilen das beschattende Kronendach. Deren Auswirkungen können in unterschiedlicher Weise in Erscheinung treten. Dies ist Abhängig vom Alter des Bestandes, der Zusammensetzung (Laubwald, Mischwald, Nadelwald) und der Bewirtschaftungsform.
Im Vergleich zu ländlich geprägten Gebieten weisen Wälder, aufgrund des Bewuchses und dem Kronendach, eine Veränderung des Strahlungs-, Wärme- und Wasserhaushaltes auf. Dies wiederum hat zur Folge, dass sowohl die Ein- und Ausstrahlungswerte im Verlauf eines Tages als auch die Amplituden der Oberflächen- und Lufttemperatur, der Luftfeuchtigkeit sowie der Windgeschwindigkeit im Stammraum im Vergleich zum Umland teilweise deutlich geringere Werte aufweisen. Zudem wird die Niederschlagsmenge reduziert, der Oberflächenbfluss ist geringer und zeitlich verzögert. Der Bewuchs führt zur Freisetzung von Sauerstoff und bindet Luftverunreinigungen sowie atmosphärisches Kohlendioxid.
Strahlungs- und Wasserhaushalt [Dieter Kasang 2008, o.S.]
Strahlungs- und Wärmeumsatz
Sowohl das Kronendach als auch der Kronenraum regeln den Strahlungs- und Wärmeumsatz des darunter befindlichen bedeckten Bodens. Der Maximalwert wird im Kronendach erreicht, wodurch die Lichtabnahme bereits im Kronenraum sehr intensiv auftritt. Entscheidend sind hier die Art des Waldbestandes, die Belaubung, der Gesundheitszustand, das Alter und die Windverhältnisse. Alle diese Faktoren regeln letztendlich den Anteil der auf dem Erdboden ankommenden Strahlung.
Lufttemperatur
Der vorherrschende Strahlungs- und Wärmeumsatz bestimmt weiterführend die vertikale Lufttemperaturverteilung im Wald. Demnach werden nachts nur geringe Temperaturunterschiede auftreten, während sich jedoch am Tage bei maximaler Einstrahlung die Temperatur der Kronenoberfläche stark erhöht und den Kronenraum erwärmt. Dadurch entsteht eine Temperaturumkehr (Temperaturinversion) zwischen Boden und Bestandsoberfläche. Diese behindert den Luftaustausch zwischen Stammraum und darüberliegender Atmosphäre.
Luftfeuchtigkeit
Die vertikale Verteilung der Luftfeuchtigkeit hängt u.a. vom Bedeckungsrad und der Wasserversorgung des Bewuchses ab. Sind beide Faktoren entsprechend hoch, ist die Luftfeuchtigkeit in Bodennähe intensiver. Mit zunehmender Höhe nehmen die Werte ab, steigen im Kronenraum allerdings wieder an.
Windverhältnisse
Die Höhe der Windgeschwindigkeit und deren Richtung werden durch die sog. Raugikeitslänge beeinflusst.
Filterwirkung
Die in den Wäldern vorhandene bessere Luftqualität beruht nicht zuletzt auf der Filterwirksamkeit gegenüber Luftinhaltsstoffen. Als sog. Senkmechanismus dienen trockene, nasse und feuchte Depositionen, da diese atmosphärische Spurenstoffe in den Boden führen. Gas- und partikelförmige Spurenstoffe werden hingegen durch eine trockene Deposition an exponierten Oberflächen aufgenommen oder abgelagert. Anschließend werden diese durch Niederschläge dem Boden zugeführt.
Niederschlag
Der Niederschlag wird auf unterschiedliche Weise weitergeleitet und umverteilt. Ausschlaggebend ist hier wiederum die Art des Bestandes. Die unterschiedliche Ausprägung der Kronendächer bedingt eine ungleichmäßige Versorgung mit Niederschlägen, wodurch u.a. die Art und Dichte des Unterwuchses sowie die Wurzelausdehnung bestimmt werden. Beispielsweise weisen Bäume mit glatten Stämmen und relativ steilen Ästen einen größeren Wassermengetransport entlang des Stammes auf (z.B. die Buche). Auch die bei Niederschlägen wirksame Interzeption (Niederschlagsrückhaltung durch Benetzungs- bzw. Haftwasser an oberirdischen Pflanzenteilen) spielt eine wichtige Rolle in der Wasserbilanz und ist von der Art und Menge des Niederschlags sowie von der Bestandsstruktur abhängig.